淺析在線濁度儀的測試原理

　　在線濁度儀的測試原理

 

　　式中：Ir－散射光強度；I0－人射光強度；n1，n2－分別為微粒和水的折射率；λ－人射光的波長；υ－單個微粒的體積；N－單位體積水中的微粒數(shù)；θ－散射光與人射光的夾角；

 

　　r－微粒到散射光強測試點的距離。根據(jù)（1）式，單位體積水的散射光強度與入射光的強度。微粒子半徑的6次方及微粒的個數(shù)成正比，與如入射光波長的4次方成反比。散射式在線濁度儀的檢測角θ一般采用90°，微粒到散射光強測試點的平均距離r、折射率n1、n2視作不變，λ和υ當作常數(shù)，則（1）式可以簡化為：Ir=KNI0（2）式中K為比例系數(shù)。

 

　　當水中懸浮顆粒的半徑大于等于光波長時，由粒子表面的反射及粒子內(nèi)部的折射都會使光線改變方向，此時90°方向上測得的光強度服從米氏（Mie）定理，與入射光的強度、微粒子的截光面積A和粒子的個數(shù)濃度N成正比，可以簡化為（3）式：Ir=K’ANI0（3）式中K’為比例系數(shù)。

 

　　實際上，在線濁度儀90°方向上測得的是不同大小的顆粒對入射光的散射、折射、反射和吸收等綜合作用的結(jié)果，入射光的波長、粒子色和水色會影響讀數(shù)，使儀器對高濁度的水不適用，但在0－100NTU范圍內(nèi)可以得到理想的線性結(jié)果。

 

　　2散射式在線濁度儀的改進2.1光源由（1）～（3）式可知，只有保證入射光的強度I0不變，才能使散射光的強度與水中濁度物質(zhì)的數(shù)量線性相關(guān)。此系列在線濁度儀采用了獨特的電子發(fā)光組件作為光源，僅發(fā)出恒定波長的單色紅光，譜帶寬度較窄，發(fā)光強度穩(wěn)定，入射光不被水中色度物質(zhì)吸收，可以避免色度對測量的影響。發(fā)光組件電耗極少，長期使用不過熱，儀器可以連續(xù)使用，不需要經(jīng)常調(diào)整零點和重新用標準液標定。而且，光源的價格低廉，工作壽命達到十幾萬小時以上，一般不須更換。

 

　　同時，XZ系列在線濁度儀配備有獨特的閉環(huán)恒光源控制電路，在使用過程中監(jiān)測發(fā)光強度，當發(fā)光強度過高時，通過積分放大式電路自動減小光源的輸入電流，降低發(fā)光強度，反之亦然，從而保證入射光的強度I0恒定不變。